El molde frío es un molde reutilizable para verter metal. Puede ser desmontable (constar de dos partes) o no (molde batido). La fundición a presión tiene una serie de ventajas sobre la fundición en coraza, pero también existen algunas desventajas, por ejemplo, cuando se funde hierro fundido, las piezas fundidas requieren un tratamiento térmico adicional.
Beneficios
Durante la formación de una pieza fundida, se produce una intensa transferencia de calor del metal fundido al molde. Esto da como resultado una mayor densidad, mejores propiedades mecánicas del metal, mayor precisión, mejor estructura y menos rugosidad en comparación con las piezas fundidas en arena.
El proceso de fundición del molde también es diferente en el sentido de que el molde de metal (molde de enfriamiento) se puede reutilizar. Está hecho de material de alta resistencia, por lo que la superficie de trabajo del molde se realiza con mayor precisión. Esto mejora la calidad de la superficie de las piezas fundidas y, debido a la alta conductividad térmica del molde, las piezas fundidas se solidifican rápidamente.
Otra ventaja de la fundición a presión sobre los moldes de arena es que las piezas fundidas resultantes se procesan menos mecánicamente y esto reduce el consumo de materiales de moldeo.
Salud y ecología
El moldeado en frío aumenta la productividad laboral de 2 a 3 veces, porque desde el procesoQuedan excluidas las operaciones que consumen mucho tiempo, como la preparación de la mezcla, la limpieza y el moldeado de los productos. Dado que el área de producción también está disminuyendo, el costo de reparación y construcción de nuevos talleres es significativamente más bajo.
Muchas operaciones de trabajo insalubres se eliminan del proceso, como el desmoldeo, la limpieza de piezas fundidas y el astillado. Esto contribuye no solo a mejorar las condiciones de trabajo, sino también a reducir la contaminación ambiental.
Defectos
La producción de un molde de enfriamiento es bastante costosa debido a la complejidad del proceso en sí. Si hay socavaduras en las piezas fundidas, el costo del molde aumenta debido a la necesidad de complicar el diseño: se utilizan insertos, arena desechable y varillas de metal partidas.
La vida útil de un molde está determinada por el número de piezas fundidas de buena calidad que se pueden obtener en él. La estabilidad de la forma determina la viabilidad económica del proceso, especialmente en el proceso de fundición de acero y fundición. Aumentar la vida útil de los moldes es uno de los principales retos tecnológicos en esta área de producción.
Debido al rápido enfriamiento y espesamiento de la masa fundida, es difícil obtener productos largos y de paredes delgadas cuando se vierten en un molde. Esto también hace que el hierro fundido adquiera una capa dura y blanqueada. La forma es maleable, lo que puede provocar tensiones y grietas en las piezas fundidas. Cuando se utilizan machos de arena desechables, la precisión de las piezas fundidas disminuye y la rugosidad de la superficie aumenta en el punto de contacto con el macho.
Castings de calidad
La fundición y el molde interactúan con gran eficacia. La pieza fundida se endurece y se enfría en el molde de arena mucho más tiempo que en el molde, sin embargo, la capacidad de llenado del molde de arena suele ser mejor, lo que hace que el proceso de producción por fundición en molde de piezas fundidas no fluidas sea más laborioso, y también impone restricciones a tales parámetros como el tamaño de la fundición y los espesores mínimos de las paredes. La fundición a presión de aluminio (así como el cobre y otros metales no ferrosos) es la más popular en Rusia.
Sin embargo, como resultado del enfriamiento rápido, se puede obtener una estructura de grano fino no porosa, lo que aumenta no solo la resistencia, sino también la ductilidad de la fundición resultante. En la fabricación de productos de hierro fundido por fundición en frío, surgen una serie de problemas: debido a la peculiar cristalización en las piezas fundidas, es posible la formación de carburos, eutécticos de ferrita-grafito. Esto reduce la tenacidad y la resistencia al desgaste del hierro fundido. La capa superficial blanqueada de tales piezas fundidas es muy dura, por lo que los productos son aptos para cortar solo después de un tratamiento térmico (recocido), que elimina el frío.
Estructura de forma
El molde de enfriamiento es, por regla general, dos medios moldes que se sujetan con abrazaderas (pasadores), e inmediatamente antes de comenzar a verter el metal fundido, los medios moldes se fijan con cerraduras. Las ganancias alimentan la fundición a través de los llamados respiraderos y tapones de ventilación. Los moldes metálicos sin función de conector se denominan moldes batidos.
Antes de verter, la superficie de trabajo del moldetratado con una capa de una sustancia que protege el molde del choque térmico debido a un fuerte aumento de la temperatura. Esta medida también evita que la pieza colada se agarrote con el molde.
Acero y fundición
La fundición a presión de acero y hierro fundido se realiza utilizando cuarzo en polvo, grafito, vidrio soluble y arcilla refractaria como revestimiento refractario. Antes de verter, el molde debe calentarse a una temperatura determinada, que depende del grosor de la pared de la fundición y de la aleación utilizada.
El principal requisito que debe cumplir el material del molde es la resistencia a los choques térmicos, inevitables cuando se vierte metal fundido. Para la fabricación de moldes se utilizan fundición gris, fundición dúctil, acero estructural, al carbono y aleado, así como aleaciones de cobre y aluminio.
Molde frío forrado
Este es un tipo de tecnología que combina las ventajas de la fundición en coraza y a presión, mientras que las desventajas de ambos métodos se suavizan. Esta tecnología se caracteriza no solo por la resistencia a las grietas, sino también por la ductilidad, lo que hace posible producir piezas fundidas de alta precisión y, en comparación con las piezas fundidas, el costoso material de moldeo se consume mínimamente.
El molde de metal revestido se hace llenando el espacio entre el modelo de metal de la fundición y la superficie interna del molde. Los métodos más utilizados de arenado y gelatinizado. Para el relleno, se toma una mezcla de arena y resina, en la que el aglutinante es resina de fenol-formaldehído (2-2,6%) yurotropina (aproximadamente 10% en peso), así como compuestos autoendurecibles (aglutinante - vidrio líquido) y compuestos cerámicos (aglutinante - silicato de etilo). El molde frío y el modelo de fundición, que tienen una temperatura de 200 grados, transfieren el calor de la mezcla, que se endurece y forma una capa de revestimiento de 3-5 mm de espesor. Las varillas ordinarias o de concha se utilizan para hacer cavidades en piezas fundidas.
Proceso de fundición
El molde enfriador, cubierto con una capa de material refractario, se calienta. La temperatura de funcionamiento debe ser de doscientos grados como mínimo, pero depende no sólo de la aleación utilizada para el vertido, sino también de las dimensiones de la pieza fundida, del espesor de sus paredes y de las propiedades que se le exigen. Después del calentamiento, se pueden instalar varillas, cerámica o arena en el molde, si esto, por supuesto, es necesario de acuerdo con el plan de fundición, y luego las mitades del molde se conectan y se bloquean firmemente con abrazaderas especiales. Si la colada tiene lugar en una máquina de moldes, entonces se utiliza su propio mecanismo de bloqueo del molde. Después de estas medidas preparatorias, el metal fundido se puede verter en el molde de refrigeración.
Cuando la fundición ya ha adquirido cierta resistencia, se pueden quitar parcialmente las varillas de metal. Posteriormente, esto facilita la eliminación final de los núcleos de las piezas fundidas debido a la reducción de la presión ejercida sobre ellos por el metal solidificado.
Después de que la fundición se haya enfriado a la temperatura deseada, se puede abrir el molde. En esta etapa, se retiran las varillas de metal y se sacan las piezas fundidas del molde. Los núcleos de arena se eliminan, las ganancias, los elevadores y los bebederosse cortan y se realiza el control de calidad del producto, tras lo cual se puede repetir todo el proceso.
Antes de hacer una nueva fundición, se examinan cuidadosamente el plano de partición y la superficie del molde. La composición refractaria se aplica una o dos veces por turno, sin embargo, en caso de delaminación de la superficie de trabajo, es necesario restaurar la capa. Si el producto tiene paredes delgadas, el molde se enfría fuertemente; si la fundición que se está haciendo es lo suficientemente masiva, entonces el molde podría calentarse por encima de la temperatura de funcionamiento, y luego se utilizan sistemas de enfriamiento especialmente provistos, de modo que el molde se enfríe en cualquier caso antes de la siguiente fundición.
La fundición en frío no implica acciones complejas y laboriosas, excepto el proceso de enfriamiento de la fundición a la temperatura deseada. La mayoría de las operaciones pueden ser realizadas automáticamente por máquinas, lo cual es una de las ventajas importantes del método, pero lo principal es que el molde no es una forma única.